RIEPILOGO
Oscillatori sinusoidali
SUMMARY
Sinusoidal oscillators
Reazione positiva
» La reazione positiva è considerata, nei sistemi
amplificatori, un evento non voluto, che è
necessario evitare per non avere oscillazioni o
inneschi indesiderati (instabilità).
» A positive reaction is considered, in the
systems amplifiers, an event is not wanted, that
it is necessary to avoid for not having an
oscillation or unwanted triggers (instability).
Disturbi
» In un amplificatore sono sempre presenti,
oltre al segnale utile, dei segnali indesiderati
di carattere aleatorio denominati
genericamente disturbi.
» In an amplifier are always present, in
addition to the useful signal, the unwanted
signals of random nature referred to
generically noises.
Oscillatore
» Un oscillatore è un dispositivo in grado di generare un
segnale variabile nel tempo con legge periodica: esso
effettua una conversione di potenza, da potenza in corrente
continua (fornita dall’alimentazione) a potenza in corrente
alternata inviata al carico, senza richiedere un segnale
esterno.
» An oscillator is a device capable of generating a signal
varying in time with the periodic law: it performs a power
conversion from d.c. (delivered from the mains) to a.c.
(sent to the load), without requiring an external signal.
Struttura di un oscillatore
» La struttura più usata di un oscillatore, in cui è sfruttato il
principio della reazione positiva, è costituita da un
amplificatore A e da una rete di reazione β passiva e selettiva
con la frequenza (ad esempio quella di risonanza f0 di un
circuito parallelo L-C).
» The most commonly used structure of an oscillator, in
which is used the principle of the reaction is positive, it
consists of an amplifier A and by a network of reaction β
passive and selective with the frequency (for example, the
resonance f0 of a parallel L-C circuit).
Guadagno di anello
» Se lo sfasamento lungo l’anello chiuso di reazione è
nullo, e il guadagno di anello per un determinato
valore di frequenza f0 è uguale a 1, l’oscillatore produce
in uscita un segnale sinusoidale di frequenza f0 in grado
di auto sostenersi.
» If the phase shift along the closed loop response is zero,
and the loop gain for a given value of frequency f0 is
equal to 1, the oscillator produce in output a sinusoidal
signal of frequency f0 capable of self sustaining.
Criterio di Barkhausen
» La condizione βA = 1 prende il nome di
criterio di Barkhausen o condizione
d’oscillazione.
» The condition βA = 1 is called the
Barkhausen criterion or condition of
oscillation.
Principio della reazione positiva
» Gli oscillatori basano il loro funzionamento
sul principio della reazione positiva e
forniscono un segnale d’uscita in assenza di
segnale d’ingresso.
» The oscillators base their operation on the
principle of positive reaction and provide
an output signal in the absence of the input
signal.
Ampiezza dell’oscillazione
» L’ampiezza dell’oscillazione si stabilizza a
quel valore per cui il guadagno è appena
sufficiente a mantenere l’oscillazione stessa.
» The amplitude of the oscillation stabilizes
to the value for which the gain is just
enough to keep the oscillation itself.
Oscillatori a bassa, alta o radio frequenza
» Tutti gli oscillatori devono contenere almeno due elementi reattivi, o
di un sol tipo (preferibilmente capacità), oppure di tipo diverso
(induttanza e capacità). A seconda del valore della frequenza del
segnale sinusoidale prodotto, essi possono essere suddivisi in due
categorie: oscillatori in bassa frequenza (BF) e oscillatori in alta o
radio frequenza (AF o RF).
» All oscillators must contain at least two reactive elements, or of a
single type (preferably capacity), or of a different type (inductance
and capacitance). Depending on the value of the frequency of the
sinusoidal signal produced, they can be divided into two categories:
oscillators in low frequency (BF) and oscillators in high or radio
frequency (AF or RF).
Oscillatore a ponte di Wien
» L’oscillatore a ponte di Wien è impiegato con
ottimi risultati nel campo audio e della
strumentazione per la sua buona stabilità in
frequenza e bassissima distorsione del segnale
sinusoidale prodotto.
» The Wien’s bridge oscillator is used with
excellent results in the field of audio and
instrumentation for its good frequency stability
and low distortion of the sinusoidal signal product.
Oscillatore a ponte di Wien
» In un oscillatore a ponte di Wien è
presente sia una reazione negativa, che
determina l’amplificazione, sia una positiva
che produce l’oscillazione.
» In a Wien’s bridge oscillator is present in
both a negative reaction, which determines
the amplification, both a positive reaction
that produces the oscillation.
Oscillatore a sfasamento
» L’oscillatore a sfasamento è semplice ed economico
ma possiede una limitata stabilità in frequenza; è
costituito da una rete di reazione di tipo RC (o più
raramente LC) collegata tra l’uscita e l’ingresso
invertente di un amplificatore operazionale.
» The phase shift oscillator is simple and cheap but has
a limited stability in frequency; it consists of a network
of reaction of type RC (or more rarely LC) connected
between the output and the inverting input of an
operational amplifier.
Oscillatore con rete a doppia T
» Un oscillatore con rete a doppia T è un oscillatore
che utilizza una rete RC, costituita da due filtri uno
passa-basso e l’altro passa-alto, collegata tra l’uscita e
l’ingresso invertente di un amplificatore operazionale.
» An oscillator with dual T network is an oscillator
which uses an RC network, consisting of two filters,
one low-pass and the other high-pass, connected
between the output and the inverting input of a
operational amplifier.
Generatori di segnali
» Per la generazione di segnali d’alta frequenza sono spesso
impiegati come amplificatori dei transistor (BJT e JFET) sotto
forma discreta collegati con un anello di reazione positiva
costituito da elementi LC (induttanza capacità); dispositivi così
realizzati sono comunemente conosciuti come oscillatori LC.
» For the generation of high frequency signals are often used as
amplifiers of the transistors (BJT and JFET) in discrete form
connected with a positive reaction loop consisting of elements
LC (inductance capacitance); devices so made are commonly
known as LC oscillators.
Amplificatore a emettitore comune
» In un amplificatore a emettitore comune
con carico resistivo il segnale d’uscita a
centro banda è in opposizione di fase
(180°) rispetto a quello d’ingresso.
» In a common-emitter amplifier with
resistive load, the output signal at the center
band is in phase opposition (180°) with
respect the input signal.
Trasformatore
» Un trasformatore è un dispositivo in cui la tensione d’uscita
(o del secondario) è correlata a quella d’ingresso (o del
primario) in ampiezza e fase. La tensione d’uscita può essere
sia in fase che in opposizione di fase rispetto a quella
d’ingresso a seconda del verso relativo in cui i due
avvolgimenti sono avvolti.
» A transformer is a device in which the output voltage (or
secondary) is related to the input (or primary) in amplitude
and phase. The output voltage can be both in phase and both
in phase opposition with respect to the input depending of the
verse with which the two windings are wound.
Oscillatore a Frequenza Variabile
» Gli oscillatori che permettono di variare la frequenza
agendo su un condensatore a capacità variabile (o
compensatore) posto in parallelo alla bobina sono
conosciuti come VFO (Oscillatore a Frequenza
Variabile).
» The oscillators that allow you to vary the frequency
by adjusting a variable capacity condenser (or
compensator) placed in parallel to the coil are
known as VFO (Variable Frequency Oscillator).
Stadio oscillatore
» Nella realizzazione di uno stadio oscillatore è
necessario scegliere dei transistor con una frequenza
di taglio sempre maggiore di quella del segnale che si
desidera generare e con un guadagno molto maggiore
di 1.
» In the costruction of an oscillator stage is necessary
to choose the transistor with a cutoff frequency always
greater than that of the signal that you want to
generate and with a much higher gain of 1.
Oscillatore di Colpitts
» L’oscillatore di Colpitts utilizza come elemento attivo un BJT,
o un JFET, e una rete di reazione positiva di tipo LC. In questo
modo si consente il passaggio della sola frequenza
d’oscillazione che coincide all’incirca con quella f0 di risonanza
del circuito LC.
» The Colpitts’s oscillator using a BJT as the active element,
or a JFET, and a positive reaction network of type LC. In this
mode it allows the passage of only the oscillation frequency f0
which coincides approximately with that of resonance of the LC
circuit.
Oscillatore Amstrong
» L’oscillatore Amstrong deriva da quello Hartley in cui però i
due elementi induttivi, che fanno parte della rete di reazione,
sono sostituiti dagli avvolgimenti primario e secondario di un
trasformatore. Questo tipo d’oscillatore è raramente utilizzato
a causa dell’ingombro e del costo del trasformatore.
» The Amstrong’s oscillator derives from that of Hartley in
which however the two inductive elements, which are part of
the network of reaction, are replaced by the windings primary
and secondary of a transformer. This type of oscillator is rarely
used due to the bulkiness and the cost of the transformer.
Potenza dell’ordine dei milliwatt
» Poiché un oscillatore produce segnali di una
potenza dell’ordine dei milliwatt, per poterla
aumentare si ricorre solitamente a uno o più stadi
di potenza opportunamente collegati alla sua
uscita.
» Since an oscillator produces signals of a power of
the order of milliwatts, for increase it, are
usually utilized one or more power stages suitably
connected to its output.
Oscillatori a quarzo
» I dispositivi in grado di fornire una frequenza molto stabile e
precisa utilizzano un cristallo piezoelettrico inserito
nell’anello di reazione. Poiché il cristallo piezoelettrico più
comune e più utilizzato è il quarzo, questi oscillatori sono detti
semplicemente “oscillatori a quarzo”.
» The devices can provide a very stable and precise frequency
using a piezoelectric crystal inserted in the feedback loop.
Since the piezoelectric crystal most common and most used is
the quartz, these oscillators are called simply “quartz
oscillators”.
Cristallo di quarzo
» Un cristallo di quarzo mantiene le sue
caratteristiche molto stabili rispetto al tempo e alla
temperatura. Sul contenitore metallico d’ogni
quarzo è sempre riportata la sua frequenza di lavoro
espressa in MHz o kHz.
» A quartz crystal maintains its characteristics very
stable respect to time and the temperature. On the
package of each quartz is always reported its
working frequency expressed in kHz or MHz.